[发明专利]同波长激光信号与能量双传输系统

说明书

本公开提供了一种同波长激光信号与能量双传输系统，顺次设置包括：激光器、调制器、掺铒光纤放大器、隔离器、光纤耦合器；对所述激光器产生的光信号进行调制、放大、反向隔离以及分束；探测器对进入信号信道的光信号进行探测并读取信号；扩束器对进入能量信道的光信号进行扩束；光电转换器接收通过所述扩束器扩束后的光信号，将光能转换成电能，并驱动所述探测器。本公开基于同一束激光的信号与能量双传输系统，利用光纤进行信号与能量的同时传输，实现接收端能量的自给自足，使在电能传输不便的场合进行长时间探测活动成为可能。

技术领域

本公开涉及通信及光电转换领域，尤其涉及一种同波长激光信号与能量双传输系统。

背景技术

近年来，光纤通信技术发展迅速。一方面，低损光纤的成功研制及应用普及，使长距离通信成为可能；另一方面，激光器和光放大器制造技术的改善，显著提高了传输光的功率和光束质量，使光纤通信技术成为当今主流通信手段之一。

激光传能是指利用激光的高能量、高光密度等特点，利用光电转换设备将激光光能转换为电能加以利用的过程。在海底、山区、低空甚至太空等电能传输不便的场合，有着广泛的应用前景。

由于大功率掺铒光纤放大器(EDFA)的研制成功和应用普及，以及探测器灵敏度的提高，在光纤通信系统中有可能出现光功率的剩余，降低了系统的效率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种同波长激光信号与能量双传输系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种同波长激光信号与能量双传输系统，顺次设置包括：激光器、调制器、掺铒光纤放大器、隔离器、光纤耦合器；所述调制器用于对所述激光器产生的光信号进行调制；所述掺铒光纤放大器接收所述调制器调制后的光信号并进行放大；所述隔离器接收所述掺铒光纤放大器放大后的光信号，用于防止反射光反向传输；所述光纤耦合器与隔离器通过传输光纤相连，所述光纤耦合器用于将光信号进行分束分别进入信号信道和能量信道；还包括：

探测器，探测进入所述光纤耦合器的信号信道的光信号，并读取信号；

扩束器，接收进入所述光纤耦合器的能量信道的光信号，并对光信号进行扩束；

光电转换器，接收通过所述扩束器扩束后的光信号，所述光电转换器用于将光能转换成电能，并驱动所述探测器。

在本公开的一些实施例中，所述激光器的发射波长为1525～1560nm。

在本公开的一些实施例中，所述调制器为强度调制器。

在本公开的一些实施例中，所述掺铒光纤放大器，其饱和输出功率为3w～5w，噪声为3～5dB。

在本公开的一些实施例中，所述传输光纤的损光率为0.18～0.20dB/km。

在本公开的一些实施例中，所述光纤耦合器的分光比为能量信道：信号信道＝99∶1。

在本公开的一些实施例中，所述探测器的相应波段为1525～1560nm。

在本公开的一些实施例中，所述扩束器对光信号进行扩束后的光束面积为50～100μm²。

在本公开的一些实施例中，所述光电转换器的相应波段为1525～1560nm，所述光电转换器的光电转换效率为30％～50％，所述光电转换器的接受面面积为50～100μm²。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开同波长激光信号与能量双传输系统至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：